Assemblée Constitutive MINnD · Le BIM : Building Information Modeling Le cycle de vie complet...

Assemblée Constitutive MINnD Programme de recherche

Pierre BENNING

Christophe CASTAING

24/03/2014

Assemblée Constitutive MINnD, FNTP

LES DÉMARCHES D’INNOVATION

► Le BIM : Building Information Modeling

Le cycle de vie complet

(conception / construction / exploitation)

Modélisations géométriques

Modélisations analytiques

► La maquette numérique

La modélisation en 3 dimensions

Le découpage en objets

Les attributs attachés aux objets

Les liens entre les objets

24/03/2014 Assemblée Constitutive MINnD, FNTP 2

LES DÉMARCHES D’INNOVATION

► Les simulations

L’optimisation et la prise de décisions

La 4D (dimension temporelle)

La 5D (estimations financières)

Les autres «D» (analyse structurelle, sonore, thermique, trafic…)

► La collaboration

La coordination

Les échanges de données et l’interopérabilité

La gestion des modifications et des variantes

Les approbations

La traçabilité des décisions

3 24/03/2014 Assemblée Constitutive MINnD, FNTP

LE PROGRAMME DE RECHERCHE COMMUNIC

► COMMUNIC - COllaboration par la Maquette Multi-

Usage Numérique et l’Ingénierie Concourante

10 partenaires français

2 M€ sur 3 ans (fin en Décembre 2010)

► La Proposition d’un modèle global basé sur l’usage

d’une maquette numérique permettant :

la réalisation virtuelle anticipée des projets

les simulations numériques

les optimisations


LE PROGRAMME DE RECHERCHE MINND

► Approbation par le MEDDE (Octobre 2013)

► Labellisation Advancity (Février 2014)

► Assemblée constitutive (Mars 2014)


Modélisation des INformations INteropérables pour les INfrastructures Durables


► Ambitions

Structurer les informations à échanger

Définir les besoins oddslot d’outils logiciels à développer

Faire des préconisations de plates-formes collaboratives

Faire des propositions de modification de la réglementation


https://oddslot.com/scores/


Constructeurs

Ingénieristes

Éditeurs

Universitaires

Laboratoires

Fédérations

Donneurs d’ordre

Cabinets Conseil


Le programme de Recherche

Les thèmes

24 Mars 2014


Observatoire pérenne

- des évolutions de la profession

- de l'évolution des connaissances sur la maquette numérique

► Livrable L0

Campus MINnD

Un état de l’art en France

Un état de l’art en Europe

Un garant

Un interlocuteur vers l’OGC, l’ISO, etc.

► Pilote de thème: Régine Teulier

THÈME GLOBAL: OBSERVATOIRE

24/03/2014 Assemblée Constitutive MINnD, FNTP

1A- Les outils logiciels et les méthodes

► Problématiques

Modeleurs

Outils de contrôle

Interopérabilité

► Livrable L1A

Guides des bonnes pratiques sur la base des outils actuels

Analyse critique/benchmarking/définition

THÈME 1: PRATIQUES

► Pilote de thème: Pierre BENNING


1B- Les technologies

► Problématiques

Performance

Interfaces de saisie

Outils de partage

Cloud

► Livrable L1B

Spécifications des outils à l’intention des éditeurs

Plate-forme d’échange

THÈME 1: PRATIQUES



1C- Les Processus

► Problématiques

Gestion des données

Organisation travail Collaboratif

Aspects contractuels

► Livrable L1C

Découpage élémentaire d’un projet

Flux et gestion des processus

Point de vue par discipline

Méthodologie d’implémentation globale

Préconisations et plates-formes collaboratives

THÈME 1: PRATIQUES



2- Cas d'usage / Expérimentations

► Livrable 2A - Par typologie d'acteurs - Scénarios élémentaires

Approche verticale

Cas d’usage

Méthodologie par typologie de d'acteur

► Livrable 2B - Par ouvrage/fonction du projet - Scénarios combinés

Approche transversale

Cas d’usage

Méthodologie par typologie d'ouvrage

► Livrable 2C - Procédures de dialogue MOE Privées/MOA Publiques

Cas d’usage

Guides de mise en œuvre

THÈME 2: EXPÉRIMENTATIONS

► Pilote de thème: François ROBIDA


► Problématiques

Données et Informations

Ingénierie des Systèmes

Dictionnaires, Ontologie et Sémantique

Normes et Interopérabilité

THÈME 3: STRUCTURATION INFORMATIONS

► Pilote de thème: Christophe CASTAING


► Livrable L3

Description d’ontologies

Dictionnaires et catalogues (Eurodicti)

Description de modèles conceptuels

Interopérabilité des modèles

Process map et IDM certifiés (Iso..)

Navigateur (browser)

THÈME 3: STRUCTURATION INFORMATIONS

► Pilote de thème: Christophe CASTAING


THÈME 4: ADAPTATION RÈGLEMENTATION

► Pilote de thème: Jean-Baptiste VALETTE

► Problématiques:

Les droits d’accès aux données,

la gestion des modifications,

l’approbation et la validation des informations,

la traçabilité des décisions,

la traçabilité des problématiques d’intégration/synthèse

(interférences et collisions) et leur résolution,

la propriété intellectuelle et la responsabilité de conception lors de la co-conception ou conception collaborative…


► Livrable L4

Propositions d’évolution des textes

Guide à la rédaction de contrats types ou sous-traitance

traditionnelle

Guide d’aide à la rédaction et la mise en œuvre de contrats

privés

Guide de définition de nouveaux métiers




D.Boursier (Cersa Paris II Assas - CNRS)

Thésard

Angelo Ciribini (Dicatam, université de Brescia, Italie)

Sabine Ayraud et/ou Philippe Gotteland (FNTP)

SYNTEC Ingénierie

• J-B.Valette, C.Chomette, G.Chauveau (Vinci Construction France)

• Setec ou Egis (service juridique)

• Gehry Technologies



Le programme de Recherche

Les cas d’usage de la première tranche

24 Mars 2014


LES CAS D’USAGE DE LA TRANCHE 1 (18 MOIS)

Cas d’usage normalisés

Modèles OA –IFC Bridge

Revue de projet et

validation

La maitrise des couts et

modélisation

Fragmentation du paysage et

ouvrages grandes faunes

Le Cycle de Vie des chaussées


USE CASE 1

Cas d’usage normalisés étendus aux infrastructures

24 Mars 2014


CAS D’USAGES NORMALISÉS ÉTENDUS AUX INFRASTRUCTURES

► Cas d’usage BSI pour le bâtiment



► Un process map



► la définition de Choay et Merlin in Dictionnaire de

l’urbanisme et de l’aménagement

« Ensemble des installations réalisées au sol ou en

souterrain permettant l’exercice des activités humaines à

travers l’espace »

► Une infrastructure

l’agrégation d’ouvrages

l’interaction de systèmes, internes et externes aux ouvrages



► Comment peut on le représenter sous une forme comparable?

27

Infrastructure engineering

Road Bridges/tunne

l

Buildings


UC1 - CAS D’USAGE NORMALISÉS ÉTENDUS AUX INFRASTRUCTURES

► Ne serait-ce pas ce que l’on pourrait appeler les systèmes?



► Ne serait-ce pas ce que l’on pourrait appeler les systèmes?

Vérifier et expertiser

Donner un contenu

Représenter le scope et fixer des objectifs


UC1 - CAS D’USAGE NORMALISÉS ÉTENDUS AUX INFRASTRUCTURES

► Livrables:

Retranscription en Français des « BIM Use cases » de BuildingSmart, et définition du périmètre de chaque cas

d’usage ;

Spécifications des fonctions ou systèmes pris en compte dans

chaque cas d’usage, et donc des objets les composant (géométrie et attributs);

Interfaces / Impacts entre les systèmes (liens entre systèmes et

objets) ;

Paramétrage d’outils existants (tel que IDM Information Delivery Manual V2.0)

► Leader : EGIS

► Durée: 8 mois


USE CASE 2

Cycle de vie appliqué aux Chaussées

24 Mars 2014


CYCLE DE VIE DES CHAUSSÉES

► Cas d’usage transverse

32

Infrastructure engineering

Road Bridges/tun

nel

Buildings



► Travailler sur tout le cycle de vie

Faire intervenir tous les partenaires

Faire intervenir les spécialistes du PLM ( product life cycle

management)

► Faire apparaitre les points de vue

Illustrer la problématique des niveaux de détails et niveaux

de définition et niveau de décisions



► Travailler sur les modèles d’information

Le modèle géométrique tel que défini LandXML,

• Un modèle surfacique implicite à un modèle de type solide?

Le modèle de métadonnées nécessaire à la gestion de patrimoine

• C’est l’enjeux principal



► les enjeux sont identifiés : le meta model

des standards nationaux et internationaux existent:

• Les standards de dimensionnement et les règles de mise en

œuvre sont identifiées et connues (cf. les manuels chaussée

d’EGIS ou le guide du SETRA qui servent de référentiel en

France).

• Les stratégies d’entretien font appel à des modèles

standardisés, notamment par la Banque Mondiale ou à des

modèles financiers dans le cadre de concessions (hand back

condition, mise à péage).



► Faire apparaitre les points de vue

Illustrer la problématique des niveaux de détails et niveaux

de définition et niveau de décisions

► Grace à un nombre d’interfaces limité

les problématiques de conception / construction /

exploitation sont déjà interconnectées

► les enjeux financiers sont définis.

des standards nationaux et internationaux existent

les stratégies d’entretien font appel à des modèles

standardisés, notamment par la Banque Mondiale ou à

des modèles financiers dans le cadre de concessions

(hand back condition, mise à péage).



► Travailler sur la définition d’un dictionnaire des objets

option assez réaliste,

• La définition d’une chaussée évolue plus lentement que certains

autres éléments de patrimoine de la route

• Des exemples internationaux sont disponibles

• Rapidement valorisable, en France et à l’étranger

• Option permettant d’ouvrir à d’autres classes d’objets



► C’est l’opportunité d’expérimenter :

partir des processus de gestion de cycle complet de vie

• (PLM :Product Lifecycle Management)

faisant intervenir des gestionnaires de patrimoine avec des spécialistes du PLM issus de l’industrie manufacturière.

Une problématique relativement développée en Europe


UC2 - CYCLE DE VIE APPLIQUÉ AUX CHAUSSÉES

► Livrables:

Classification des Niveaux de définition, de développement et de décision

Éléments de dictionnaire

Principe de Gestion des exigences (Gestion de configuration)

Principe de Gestion des décisions

Définition de Point de vue par phase

► Leader : Eiffage

► Durée: 12 mois


USE CASE 3

Projet d’ouvrages d’Art / IFC-Bridge

24 Mars 2014


UC3 - PROJET D’OUVRAGES D’ART / IFC-BRIDGE

► Approfondissement travail réalisé

Analyse des entités IFC-Bridge déjà développées

Data Dictionnary (Glossaire/Attributs)

Information Delivery Manual (Echanges de données)

Model View Definition (Filtre des données)

Accord pour le développement des nouvelles entités IFC-Bridge

Méthodologie pour autres entités IFC (Road, Tunnel, Geology…)


AVANCEMENT UC3: PROJET D’OUVRAGES D’ART /IFC-BRIDGE

► MINnD est un projet de recherche Français

(subventionné par le MEDDE)

MINnD est la contribution de la France à l’initiative internationale

open INFRA

Une des ambitions d’openINFRA est de définir les IFC pour les

infrastructures

Le « scope » est large. Il commence par:

• IFC-Alignment

• IFC-Bridge



► Groupe de travail IFC-Bridge en cours

Étude du pont NORDENGA (OSLO)

• Modélisation dans TEKLA Structure

• Export IFC (Classique)

• Visualisation dans SMC et eveBIM

Identification des manques

• Axes de référence

• Précontrainte

• Système de suspension

Identification des problèmes de modélisation

Identification des problèmes d’export IFC

Mise en évidence de la nécessité des IDM / MVD

Contacts Développeurs IFC (AE3C)

Présentation des avancées à BuildingSmart (Nécessité MOU)



WP Title Comments Days WP 1 project management 18

WP 2 Analysis of existing IFC Bridge Based on use case n1.1 to 1.3 54

WP3 1 Data dictionary Entities 54 Missing entities 2 IDM Definition 54 WP 4 MOU for the IFC & MVD developement 18

WP 5 Methodology for interfaces with roads, site, etc… 54

252 200k€



Ressource Meetings Work Nb Days Costs

800€/day

Egis 2 9 9 36 28 800

Bouygues 2 9 9 36 28 800

3DS 2 9 9 36 28 800

CEREMA 2 9 9 36 28 800

CSTB 1 9 9 18 14 400

Vianova 1 9 9 18 14 400

Others ? 4 9 9 72 57 600

252 201 600


UC3 - PROJET D’OUVRAGES D’ART / IFC-BRIDGE

► Livrables:

Dictionnaire des termes utilisés

Protocole d’échange / Guide de mise en œuvre [appelé IDM

Information Delivery Manual dans le vocabulaire BuildingSmart]

Gestion des points de vue (MVD Model View Definition) par

discipline d’un projet ou par acteur de MINnD

Spécifications pour les développements complémentaires des

IFC-Bridge (si nécessaire)

Méthodologie de travail pour développement des IFC-Roads et

IFC-Infra

► Leader : Bouygues

► Durée: 18 mois

USE CASE 4

Revue de projet / Validation

24 Mars 2014


CAS D’USAGE N°4 : REVUE DE PROJET ET VALIDATION

Sommaire

► Description des problématiques rencontrées Où en sommes nous aujourd’hui ?

Que change la Maquette Numérique ?

Quelles sont les nouvelles problématiques engendrées ?

► Objectifs du Cas d’usage n°4

► Partenaires identifiés et durée

► Quelques illustrations

► Questions/Réponses



► Description des problématiques rencontrées Où en sommes nous aujourd’hui ?

Depuis plusieurs décennies, le Dessin Assisté par Ordinateur s’est implanté dans le secteur des Travaux Publics, il est à ce jour, incontournable.

La majorité des projets passent par la CAO / DAO. De l’esquisse au récolement presque tout est numérisé, avec pour objectif la production et la diffusion des plans 2D et des vues 3D.

Ce fut un progrès énorme, nous sommes passés des papiers calque, rotrings et lames de rasoir, aux cellules de synthèse, chartes graphiques, suivis de l’historique des modifications et gestions de statuts des documents.

Cette première révolution numérique nous a apporté bien des bénéfices en terme de rapidité de modification et de reproductibilité des plans, mais elle a également engendré de nombreux nouveaux problèmes.

La DAO a permis d’améliorer les échanges entre les différents interlocuteurs d’un projet, qui sont aujourd’hui beaucoup plus dépendants les uns des autres. Mais si l’on y ajoute la complexification des projets et la multiplications des acteurs, on se retrouve vite devant deux problématiques : de validation et de synthèse des données.

L’apparition des chartes graphique, et cellules de synthèse ont permis d’apporter des réponses satisfaisantes, mais elles se résument parfois à des superpositions de données produites par des acteurs aux métiers et aux outils différents.

Nous sommes encore loin d’outils fédérateurs et du travail collaboratif.



► Description des problématiques rencontrées Que change la Maquette Numérique ?

L’utilisation de la Maquette Numérique permet de fédérer l’ensemble des interlocuteurs du projet autour d’un unique référentiel projet. Cette modélisation se définit comme une description géométrique 3D constituée d’un assemblage d’objets non redondants. Cette approche globale se propose de faciliter la coordination et la gestion d’interfaces. Les plans deviennent des vues particulières engendrées par la maquette.

Mais alors que valide t-on ? Puisque les plans ne sont plus que des illustrations, la validation doit se faire sur les objets 3D qui constituent la maquette.

Quelles sont les nouvelles problématiques engendrées ? Nous ne pouvons donc plus fonctionner sur des processus basés sur la validation de plans 2D, et nous devons nous pencher sur les problèmes liés aux processus de gestions des données et plus particulièrement sur la validation des informations composant une maquette numérique.

Cette nouvelle gestion de données se doit de répondre aux besoins des processus d’échange, de gestion de versions, d’optimisations/variantes, de statuts de validation et de propriétés intellectuelles/responsabilités.

Qui valide quoi, quand et comment ?

Assemblée Constitutive du Lundi 24/03/2014 à la FNTP Présentation du Programme de Recherche 50


► Objectifs du Cas d’usage n°4

Le cas d’usage « Revue de Projet et Validation » proposera un cas

d’expérimentation mettant en scène plusieurs acteurs de disciplines différentes.

Ces derniers seront des interlocuteurs de projet intervenant à différentes phases

d’avancement de projet.

Nous aborderons les sujets suivants :

• Règles de nommage des objets, des fichiers et des modèles numériques

• Changements et montées d’indice lors de modifications

• Organisation des revues de projets

• Incorporation de nouveaux partenaires pendant le cycle de vie du projet

• Caractère contractuel de ce processus

Les livrables envisagés :

• Principe de règles de nommage des fichiers, des objets et des modèles

• Spécifications sur la sémantique des objets

• Procédures et méthodes d’implémentation

• Principe de gestion des collisions

• Spécifications de développements complémentaires

• Liste de solutions existantes répondant aux besoins

Assemblée Constitutive du Lundi 24/03/2014 à la FNTP Présentation du Programme de Recherche 51


► Partenaires identifiés et durée

Les Partenaires identifiés : Durée : 12 mois

• ANDRA

• Autodesk Ressources estimées : 200 h.j

• Bentley

• Bouygues TP

• Dassault Systèmes

• EDF

• EGIS

• EUROSTEP

• PI3C

• RFF

• SETRA

• Vianova

• Vinci



► Quelques illustrations – Questions/Réponses


USE CASE 5

Maîtrise des Coûts par la modélisation

24 Mars 2014


UC5 - MAÎTRISE DES COÛTS PAR LA MODÉLISATION

► Lien entre modèle de données et Marchés publics

Évolution du processus d’estimation en fonction de la phase d’étude

Confrontation description d’un marché avec approche par

niveaux de Communic


UC5 - MAÎTRISE DES COÛTS PAR LA MODÉLISATION

► Livrables:

Changements et montées d’indice lors de modifications ;

Organisation des revues de projets ;

Incorporation de nouveaux partenaires pendant le cycle de vie

du projet ;

Caractère contractuel

► Leader : VINCI Concessions

► Durée: 12 mois


USE CASE 6

Études d’impacts environnementaux (fragmentation du territoire - ouvrages grandes faunes)

24 Mars 2014


USE CASE 6 ÉTUDES D’IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX (FRAGMENTATION DU TERRITOIRE - OUVRAGES GRANDES FAUNES)

► Contexte : un espace fragmenté par les infrastructures Impacts sur les populations animales

• Appauvrissement biologique (génétique) • Difficulté à s’adapter aux variations climatiques (migrations)

Impacts (directs) sur l’homme : • Collisions (santé; retard, couts financiers) • Epuisement des ressources locales

► Réponses actuelles Mises au point de trames vertes et bleues

• dont Constructions de passage à faune – Cout, efficacité

↓ Peu de prise en compte des déplacements réels des animaux ↓ Pas assez d’intégration du paysage (lieux d’attraction)

↓ Peu (pas) de prise en compte de la topographie des infra

► Complexité hétérogénéité des données (LoD, sources, modèles)

• gros problème d’intégration (infra, passages, mnt, végétation, haies..)

Diversité des acteurs (pratiques et outils)


USE CASE 6 ÉTUDES D’IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX (FRAGMENTATION DU TERRITOIRE - OUVRAGES GRANDES FAUNES)

► Travaux en cours: thèse (IGN-P7-IFSTTAR) et appel à projet ITTECOP

► Proposition use case 6 : réflexion sur ce qu’il faudrait pour arriver à intégrer les

données d’infra et les données du paysage pour étudier ces problématiques de déplacement

• sur un espace existant ou à aménager

Livrables :

• Spécifications des logiciels pour mener ce type d’études en accord avec les pratiques existantes ;

• Spécification des données (thèmes, attributs, granularité, niveaux de définition) et schéma associés ;

• Guide de bonnes pratiques, notamment pour l’intégration des données.

► Partenaires envisagés IFSTTAR (Ease; Lisis); CEREMA (Setra et CETE); EGIS; IGN.

► Durée: 18 mois


Première Tranche

Contribution des 6 cas d’usage

aux 4 Thèmes de recherche

24 Mars 2014


Thème 1 Thème 2 Thème 3 Thème 4

Pratiques Expérimentations Structuration Informations

Adaptation Règlementation

UC1 – Cas Usage normalisés X x X

UC2 – Chaussées X X

UC3 – OA / IFC Bridge x X

UC4 – Revue Projet / Validation

X x x x

UC5 – Maîtrise des coûts x X

UC6 – Étude d’impact environnementaux

x X

CONTRIBUTION DES 6 CAS D’USAGE AUX 4 THÈMES DE RECHERCHE


Deuxième Tranche et suivantes

Contribution des 6 cas d’usage

aux 4 Thèmes de recherche

24 Mars 2014


LES CAS D’USAGE TRANCHE 2

► Définition des cas d’usage de la tranche 2

Qui ?: les partenaires

Quand ?: au fur et à mesure de l’avancement des réflexions

But ?: couvrir le scope complet du programme de recherche

Financement: ????

Démarrage Tranche 2: Début 2015

► Définition des cas d’usage des tranches suivantes

Nécessité ?


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